Использование солнечной энергии в отоплении ИЖС и ГВС

Inch1964 написал:

РаботничкиНТ написал: вы имеете ввиду, что температура теплоносителя, которая привычна для традиционых систем отопления, для солнечного коллектора недостижима зимой и поэтому тепловой насос необходим.

Если Вы будете подавать график 40/30 в радиаторный контур, то рассчитайте типоразмеры радиаторов для этого режима!

Inch1964, верно. Стены увешанные большим количеством еле тёплых радиаторов... Ещё классик замечал, что если на стене что-то висит, то оно должно работать. Поднять температуру, возможно, мог бы тепловой насос (его испаритель можно облучать солнцем, чтобы не мёрз), но это дополнительный элемент ненадежности с точки зрения технической и дополнительные затраты — с экономической.

Радиаторы не покатят, нужны тёплые полы.

.... для максимального эффекта применения солнечных коллекторов для отопления, необходимо использовать теплые полы, так как они являются низкотемперурной системой отопления. Чем ниже рабочая температура гелиосистемы, тем выше КПД системы. Оптимальный рабочий диапазон для поддержки отопления составляет 30–40 °C (соответствует температурному графику теплых полов)

Aтос, возможно и радиаторы, но температуру придется поднять тепловым насосом. Принцип такой: В теплице, согреваемой солнцем, установлены наружные блоки-испарители, внутренние блоки-конденсаторы-радиаторы стоят в помещении, компрессор обеспечивает циркуляцию. Беда в том, что тепла от солнца зимой маловато, теплица получится гигантских размеров. На крыше дома она не уместится. За ночь она замерзнет и отогреется только к обеду (и то если погода солнечная), а через два часа солнце снова сядет.

В итоге такая система не сможет работать как основная, к тому же сама будет потреблять энергию (скорее всего - электроэнергию) около 1/3 от всей производимой энергии. Даже 1/3 электроэнергии на тепловой насос всё равно дороже газа. Поэтому экономического смысла нет.

Если просто гонять еле тёплый теплоноситель без теплового насоса, электроэнергии потребуется меньше, но нужны радиаторы огромной площади. И стены до отметки примерно 1м от пола и вся площадь полов должны представлять собой радиатор с температурой около 30°С. Интересное зрелище. Одного теплоносителя на многие сотни тысяч руб. Вода, пожалуй, не прокатит. Вдруг метель дня на три зарядит, и замерзнет вода. Опять же, огромная площадь солнечного коллектора.

В итоге такая система не сможет работать как основная, к тому же сама будет потреблять энергию (скорее всего - электроэнергию) около 1/3 от всей производимой энергии. Даже 1/3 электроэнергии на тепловой насос всё равно дороже газа. Поэтому экономического смысла нет.

Я по образования и по по большей части своей работы экономист, и для меня самый экономический вариант это электричество. Вложение в сложные инженерные установки типа теплового насоса или газовой системы обогрева на мой взгляд не столь рациональны как вложение средств в утепление дома и снижение теплопотерь. Однажды правильно сконструированный дом позволит жить десятилетия без затрат на эксплуатацию.

Да, газ дешевле в пять раз. при расходе на отопление электричеством 10 000 руб. При переходе на газ экономия 8 000 руб. Но если снизить теплопотери в 5-10 раз экономия становится ничтожно малой Утеплятся однако надо.

Aтос написал: Но если снизить теплопотери в 5-10 раз

читай "увеличить толщину стен в 5-10 раз". Думаю, нереально ни технически ни экономически. Как экономист вы знаете, что такое "убывающая отдача". Утепление имеет свой предел.

Aтос написал: Да, газ дешевле в пять раз. при расходе на отопление электричеством 10 000 руб. При переходе на газ экономия 8 000 руб. Но если снизить теплопотери в 5-10 раз экономия становится ничтожно малой Утеплятся однако надо.

К сожалению, утеплить дом так, чтобы он потреблял тепла в 5-10 раз меньше - невозможно без применения системы рекуперации воздуха (которая окупит себя может только через сотни лет).

Так как, если взять нормативные средние теплопотери дома в 100 Вт/м2, то от трети до половины этой величины не является теплопотерями, а энергией для подогрева вентиляционного воздуха.

Т.е. даже если теплопотери дома свести к нулю, то всё равно (грубо приближенно) 30-50 Вт/м2 будет уходить на подогрев вентиляционного воздуха.

Вот давайте посмотрим пример выполненного теплорасчёта дома:

Из него видно, что при теплопотреблении дома в 128 Вт/м2 (общее теплопотребление 25220 Вт), на теплопотери приходится 17798 Вт, а остальные 6760 Вт расходуются на подогрев вентиляционного воздуха.

Inch1964 написал: Т.е. даже если теплопотери дома свести к нулю, то всё равно (грубо приближенно) 30-50 Вт/м2 будет уходить на подогрев вентиляционного воздуха.

Ну вот и предел. Рекуперировать воздух можно, но не надо забывать, что и у рекуператора КПД есть. Да и свести к нулю теплопотери нереально, т.к. утеплитель тоже на что-то вешать надо и окна в доме не помешают и двери от подводных лодок как-то не смотрятся в доме.

Среднегодовая доза солнечного излучения за день в средней полосе России около 3кВтч, но зимой менее 1кВтч за день.

Сопоставляя дозы солнечного излучения на единицу поверхности и данные тепловых расчетов, думаю, можно сказать, что только солнечной энергии недостаточно для реализации системы отопления.

Среднегодовая величина солнечной энергии, падающая на 1м2 площади составляет около 3кВтч в день или 1МВтч за год. На отопительный сезон нужно примерно 0,5МВтч на 1м2 отапливаемой площади. Вроде бы, баланс сходится: 1МВтч больше, чем 0,5МВтч, но нужно накопить энергию. А сколько надо, например, воды при разнице температур, скажем в 20°С, чтобы накопить 0,5МВтч? - где-то 23 кубометра.

Выходит в итоге: объем теплового аккумулятора в 10 раз больше объема дома, а площадь солнечного коллектора сравнима с площадью дома. Если учесть КПД, то цифры получатся ещё более страшные. Нереализуемо отопление солнечным коллектором.

РаботничкиНТ написал: На отопительный сезон нужно примерно 0,5МВтч на 1м2 отапливаемой площади.

Откуда эти цифры? Ссылки на техдоки, пожалуйста. И, извините, что за бред, указывать величину солнечной энергии без указания конкретного место расположения дома? Без этого любые цифры можно считать "высосанными из пальца".

Inch1964, ну вот, опять за рыбу деньги. Постом выше у вас посчитано около 0,1кВт на квадратный метр. Отопительный сезон 200 суток в среднем, итого 0,5МВтч имеем на квадратный метр площади. Я порядок величин пытаюсь представить. Плюс минус 20 процентов порядок величин не изменят. Про среднегодовую солнечную энергию 3 кВтч в день на единицу поверхности — карты есть в интернете. Про географию — речь естетвенно идет о средней полосе России, ибо не нужен нам берег турецкий и Африка нам не нужна. Чтобы понять, что солнцем не протопиться у нас, не надо к интегральному исчислению прибегать и высчитывать до третьего знака после запятой.

К сожалению, утеплить дом так, чтобы он потреблял тепла в 5-10 раз меньше - невозможно без применения системы рекуперации воздуха (которая окупит себя может только через сотни лет).

Ну 5-10 раз это скорее гипотетическое предположение.
На мой взгляд важно понять момент когда рост стоимости утепления перестанет приносить экономический эффект.